[發明專利]一種凍土自動觀測儀及使用方法

在審

• 申請號: 202110055883.6
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112683941A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 劉素清;吳建賓;韓玉鳳;李銅
• 申請（專利權）人: 中環天儀（天津）氣象儀器有限公司
• 主分類號: G01N25/04
• 分類號: G01N25/04
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 楊舒文

本發明涉及一種凍土自動觀測儀的使用方法，將凍土自動觀測儀的航空插座Ⅰ與上位機電腦的航空插頭連接，在地上鉆出孔洞，將外套管豎直安裝到孔洞中，在外套管與孔洞的間隙中灌入足量的細土、夯實，以防止外套管下沉；外套管4?20cm刻度線與地面平齊，外套管與土壤緊密貼合；數據采集器模塊1每隔60秒，向測溫單元2發送命令，開始溫度采集；在初始狀態下，如果測溫單元2單點采樣溫度低于0度，該點被初始化為凍結狀態，否則該點初始化為融化狀態；根據水凝結成冰或冰融化成水的溫度變化特性，通過閾值提取“凍點/融點”，從而得到凍土的上下限及深度數據，提高了數據采集、處理、存儲、傳輸的可靠性。

技術領域

本發明涉及一種凍土自動觀測儀及使用方法，用于自動觀測凍土的深度以及凍結層的上下限。

背景技術

目前氣象領域對于凍土觀測主要采用人工器測，使用TB1-1型凍土器（又叫達尼林凍土器），人工每天定時將深達0.5～4.5米的注水軟膠管提到地面之上，用手摸測軟管中水的凍結情況判斷凍土層次和深度。該觀測方式較為原始，勞動強度大，且內管提取、摸測過程中易產生斷折，加上受觀測人員的主觀感知程度影響，凍土觀測結果存在人為誤差。同時，隨著凍土觀測數據在氣候監測、農業生產、建筑規劃與設計、環境監測等領域需求的日益增多，傳統觀測儀器和方式方法已經不能滿足當前預報和服務需求，亟待研制具有觀測精度高、性能穩定、維護方便等特點的凍土自動觀測儀。

發明內容

鑒于現有人工凍土觀測存在的問題，本發明提供一種凍土自動觀測儀及使用方法，能夠實現具有觀測精度高、性能穩定、維護方便等特點的凍土自動觀測儀。

本發明采用的技術方案是：一種凍土自動觀測儀，包括數據采集模塊，還包括測溫單元、航空插座Ⅰ、套管、外殼和襯板；

所述的套管由內套管、外套管組成；

所述外殼由上殼體、中殼體、下殼體組成；

所述的測溫單元由0位單元、1-50cm單元、51-100cm單元和101-150cm單元、航空插頭、航空插座Ⅱ、連接桿、連接桿堵頭和一對半圓固定裝置組成，所述0位單元、1-50cm單元、51-100cm單元和101-150cm單元均為長方形體，在0位單元上焊接一個高精度溫度傳感器，在1-50cm單元、51-100cm單元和101-150cm單元上分別以1cm間距焊接50個高精度溫度傳感器，所述0位單元一端依次通過航空插頭、航空插座Ⅱ、連接桿和連接桿堵頭連接，所述0位單元另一端依次通過1-50cm單元、51-100cm單元與101-150cm單元連接，在每個單元上間隔的設置至少一對半圓固定裝置，所述測溫單元插入內套管內，航空插座Ⅱ插入內套管管口Ⅰ內，數對半圓固定裝置的兩側弧面分別與內套管內壁接觸配合，將測溫單元固定在內套管內；

所述內套管插入外套管內，內套管的連接桿堵頭一端插入外套管管口Ⅱ內，將內套管固定在外套管內；

所述外套管與下殼體一端卡接在一起，所述襯板一端與下殼體另一端固定，所述數據采集模塊固定在襯板另一端上，所述中殼體的一端旋轉擰到下殼體另一端上，將數據采集模塊套裝在中殼體內，所述上殼體旋轉擰在中殼體的另一端上，所述航空插座Ⅰ安裝到下殼體上；

電路連接為，航空插座Ⅰ1端口接數據采集器模塊V口上，2端口接數據采集器模塊G口上，3端口接數據采集器模塊Rx+口上，4端口接數據采集器模塊Rx-口上，5端口接數據采集器模塊Tx+口上，6端口接數據采集器模塊Tx-口上，7端口連接下殼體接地點上；

測溫單元的0位單元一端的正極、信號端、負極對應連接采集器P2端口的5V、信號端、G口，另一端正極、信號端、負極對應連接1-50cm單元一端的正極、信號端、負極，1-50cm單元另一端的正極、信號端、負極對應連接51-100cm單元一端的正極、信號端、負極上，51-100cm單元另一端的正極、信號端、負極對應連接101-150cm單元一端的正極、信號端、負極上。

一種凍土自動觀測儀的使用方法，步驟如下：